Сонячна електроенергія

Електрика, що виробляється безпосереднім попаданням сонячного світла на фотоелементи, називається сонячною електрикою.

Сонячна електрика

Коли сонячне світло опиняється на фотоелементах, виробляється сонячна електрика. Тому це також називають Фотоелектрикою або PV-сонячною електрикою.

Принципи сонячної електрики

Виробництво електрики за допомогою сонячної енергії залежить від фотоелектричного ефекту. У рамках фотоелектричного ефекту, півпровідниковий р-n перехід створює електричний потенціал, коли він знаходиться під дією сонячного світла. Для цього ми робимо шар n-типу півпровідника дуже тонким. Він менший за 1 мкм у товщині. Верхній шар — це n-шар. Ми зазвичай називаємо його емітером клітини.

Нижній шар — це шар p-типу півпровідника, і він набагато товстіший за верхній n-шар. Він може бути більше 100 мкм у товщині. Ми називаємо цей нижній шар базою клітини. Регіон деплеції створюється на перехресті цих двох шарів через неподвижні іони.

Коли сонячне світло ударяє по клітині, воно легко досягає р-n переходу. Перехід р-n поглинає фотони сонячного променя, і, як наслідок, у переході створюються пари електрон-дірка. Насправді, енергія, пов'язана з фотоном, збуджує валентні електрони півпровідників, і тому електрони стрибають з валентної зони до зони провідності, залишаючи за собою дірку.

Вільні електрони, які опиняються в регіоні деплеції, легко переміщуються до верхнього n-шару через притягальну силу додатних іонів в регіоні деплеції. Аналогічно, дірки, які опиняються в регіоні деплеції, легко переміщуються до нижнього p-шару через притягальну силу від'ємних іонів в регіоні деплеції. Цей феномен створює різницю зарядів між шарами, що призводить до маленького потенціальний різниці між ними.

Одиниця такого поєднання матеріалів n-типу та p-типу півпровідників для створення електричної потенціальної різниці в сонячному світлі називається сонячною клітиною. Зазвичай для виробництва таких сонячних клітин використовується кремній.

Провідні металеві смуги, прикріплені до клітин, забирають електрику з сонячної клітини або фотоелектричної клітини, не здатні виробляти бажану електрику, замість цього вони виробляють дуже малий обсяг електрики. Тому для отримання бажаного рівня електрики, необхідна кількість таких клітин з'єднується разом як паралельно, так і послідовно, щоб утворити сонячний модуль або фотоелектричний модуль. Насправді, лише сонячне світло не є фактором. Основним фактором є світло або потік фотонів для виробництва електрики в сонячній клітині. Тому сонячна клітина може працювати також в хмарну погоду, а також при місячному світлі, але тоді темп виробництва електрики стає нижчим, оскільки він залежить від інтенсивності падаючого світлового променя.

Застосування сонячної електрики

Система генерації сонячної електрики корисна для виробництва середнього обсягу енергії. Система працює, поки є достатня інтенсивність натурального сонячного світла. Місце, де встановлені сонячні модулі, має бути вільним від перешкод, таких як дерева та будівлі, інакше на сонячній панелі буде тінь, що впливає на продуктивність системи. Зазвичай вважається, що сонячна електрика є непрактичною альтернативою традиційним джерелам електроенергії і повинна використовуватися, коли немає традиційних альтернатив. Але це не так. Часто сонячна електрика виявляється більш економічною альтернативою, ніж інші традиційні альтернативи.

Наприклад: завжди економічно встановлювати сонячне світло або джерело сонячної енергії, коли важко та дорого отримати точку підключення до локальної електромережі, наприклад, у віддалених городах, сараях або гаражах, де стандартна точка підключення недоступна. Система сонячної електрики більш надійна та незупинна, оскільки вона не страждає від небажаних відключень електроенергії. Для створення мобільного джерела електроенергії, для середніх потреб, сонячний модуль є гарним вибором. Він може бути корисним під час таборингу, роботи на відкритих площах. Це найефективніший спосіб створення зеленої енергії для особистих потреб і, можливо, для продажу надлишкової енергії, але для виробництва електроенергії в комерційних масштабах інвестиції та обсяги системи стають достатньо великими. В такому випадку площа проекту буде набагато більшою, ніж у традиційному. Хоча для запуску декількох світильників і низькопотужних електроприладів, таких як ноутбуки, портативні телевізори, міні-холодильники тощо, система сонячної електрики досить підходить, якщо є достатня вільна площа на землі або на даху для встановлення сонячних панелей. Але це взагалі не економічно запускати високопотужне електрообладнання, таке як високоскоростні вентилятори, нагрівачі, пральні машини, кондиціонери та електроінструменти, за допомогою сонячної електрики, оскільки вартість виробництва такої великої енергії значно вища, ніж очікується. Крім того, може бути недостатньо простору на вашій території для встановлення великої сонячної панелі.
Ідеальні використання дешевих сонячних панелей — це зарядка акумуляторів у караванах, туристичних автобусах або на човнах, коли ці транспортні засоби не рухаються, при умові, що є можливість тривалого зарядження від динамо під час руху цих транспортних засобів.

Заява: Поважайте оригінал, добре статті варті поширення, якщо є порушення авторських прав, зверніться для видалення.